【導(dǎo)讀】本次設(shè)計(jì)為某疾病控制中心辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該辦公樓坐落于上海，為六層辦公建筑，地下一層是機(jī)房和車庫，一層至六層是辦公用樓。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和布置。最后繪制出清晰明確的工程圖紙。因本人水平有限，設(shè)計(jì)中難免存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。

　　

【正文】 2臺(tái)。其參數(shù)如下表 。 表 YSBABAS05CCE型水冷式雙螺桿冷水機(jī)組 制冷量 /KW 輸入功率 /KW 蒸發(fā)器 冷凝器 水流量 水壓降 接管尺寸 水流量 水壓降 接管尺 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 26 頁 共 55 頁 /L/S /KPa /mm /L/S /KPa 寸 /mm 492 99 24 59 150 28 47 150 6 空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道設(shè)計(jì) 確定空調(diào)房間的氣流組織 氣流組織介紹 房間內(nèi)，新鮮空氣的有效分布對(duì)熱舒適性和室內(nèi)空氣質(zhì)量來說是相當(dāng)重要的 ［ 12］ 。氣流組織設(shè)計(jì)的任務(wù)是合理地組織室內(nèi)空氣的流動(dòng)，使室內(nèi)工作區(qū)空氣的溫度、濕度、速度和潔凈度能更好地滿足工藝要求及人們的舒適感要求?？照{(diào)房間氣流組織是否合理，不僅直接影響房間的空調(diào)效果，而且也影響空調(diào)系統(tǒng)的能耗量。影響氣流組織的因素很多，如送風(fēng)口位置及形式，回風(fēng)口位置，房間幾何形狀及室內(nèi)的各種擾動(dòng)等。其中以送風(fēng)口的空氣射流及氣流組織的影響最為重 要。 一般的空調(diào)房間，主要是要求在工作區(qū)域內(nèi)保持比較均勻而穩(wěn)定的溫濕度。而工作區(qū)風(fēng)速有嚴(yán)格要求的空調(diào)，主要保證工作區(qū)域內(nèi)風(fēng)速不超過規(guī)定的數(shù)值。 有室內(nèi)溫濕度允許波動(dòng)范圍要求的空調(diào)房間，主要是在工作區(qū)域內(nèi)滿足氣流的區(qū)域溫差、室內(nèi)溫濕度基數(shù)及其允許波動(dòng)范圍的要求。氣流的區(qū)域溫差是指工作區(qū)域內(nèi)無局部熱源時(shí)，由于氣流而引起的不同地點(diǎn)的溫差。有潔凈度要求的空調(diào)房間，氣流組織和風(fēng)量計(jì)算，主要使工作區(qū)域內(nèi)保持應(yīng)有潔凈度和室內(nèi)正壓。高大空間的空調(diào)氣流組織和風(fēng)量計(jì)算，除保證達(dá)到工作區(qū)的溫濕度、風(fēng)速的要求外，還應(yīng)合理地組織 氣流以滿足節(jié)能的要求。 影響氣流組織的因素很多，主要是送、回風(fēng)方式以及送風(fēng)射流的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。常見的氣流組織方式有如下幾種 [1]： a) 側(cè)向送風(fēng) 如圖 x 所示為單側(cè)送風(fēng)方式。送、回風(fēng)口分別布置在房間同一側(cè)的上部和下部，送風(fēng)射流到達(dá)對(duì)面的墻壁處，然后下降回流，使整個(gè)工作區(qū)全部處于回流之中。為避免射流中途下落，常采用貼附射流，以增大射流的射程。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 27 頁 共 55 頁 圖 風(fēng)機(jī)盤管裝在門道吊頂內(nèi)側(cè)送下回 側(cè)向送風(fēng)是最常用的一種送風(fēng)方式，它具有布置 方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，適用于一般空調(diào)及空調(diào)精度 1???t ℃ 和 ???t ℃ 的工藝性空調(diào)。側(cè)向送風(fēng)設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù)如下 ： 送風(fēng)溫差一般在 6℃ ～ 10℃ 以下。 1) 送風(fēng)口速度在 2m/s～ 5m/s 之間。 2) 送風(fēng)射程在 3m～ 8m 之間。 3) 送風(fēng)口每隔 2m～ 5m 設(shè)置一個(gè)。 4) 房間高度一般在 3m 以上，進(jìn)深為 6m 左右。 5) 送風(fēng)口應(yīng)盡量靠近頂棚，或設(shè)置身上傾斜 150～ 200 的導(dǎo)流葉片，以形成貼附射流。 b）散流器送風(fēng) 散流器是裝在頂棚上的一種送風(fēng)口，它具有誘導(dǎo)室內(nèi)空氣使之與送風(fēng)射流迅速混合的特性。這種送風(fēng)方式可用于一般空調(diào)，也可用于空調(diào)精度 1???t ℃ 和 ???t ℃ 的工藝性空調(diào)。 散流器送風(fēng)氣流有兩種方式。一種稱為散流器平送，如圖 所示。這種送風(fēng)方式使氣流沿頂棚橫向流動(dòng)， 形成貼附射流，射流擴(kuò)散好，工作區(qū)總是處于回流區(qū)。要求較高的恒溫車間，如果房間較低、面積不大，而且有吊頂或技術(shù)夾層可以利用時(shí)，常采用這種氣流組織方式，一般送風(fēng)不超過 6℃～ 10℃ ，散流器喉部風(fēng)速為 2m/s～ 5m/s。如果房間面積較大，可采用幾個(gè)散流器對(duì)稱布置，散流器中心軸線距墻不宜小于 1m。各散流器的間距一般在 3m～ 6m之間。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 28 頁 共 55 頁 xvHsd0H0RR 圖 散流器平送流型 散流器送風(fēng)的另一種氣流方式稱為散流器下送。這種送風(fēng)方式使房間里的氣流分成兩段，上段 叫做混合層，下段是比較穩(wěn)定的平等流，整個(gè)工作區(qū)全部處于送風(fēng)氣流之中。這種氣流組織方式主要用于有高度凈化要求的空調(diào)房間，房間凈空高度以 ～ 為宜，散流器的間距一般不超過 3m，喉部風(fēng)速為 2m/s～ 3m/s。 c) 孔板送風(fēng) 當(dāng)空間接高度小于 5m，空調(diào)精度為 1???t ℃ 或 ???t ℃ ，且單位面積送風(fēng)量大，工作區(qū)要求風(fēng)速較小時(shí)，宜采用孔板送風(fēng)。 孔板 送風(fēng)是將空氣卷入頂棚上面的穩(wěn)壓層中，在穩(wěn)壓層靜壓力的作用下，通過頂棚上的大量均勻地進(jìn)入房間?？梢岳庙斉锷厦娴恼麄€(gè)空間作為，穩(wěn)壓層，也可以另外設(shè)置穩(wěn)壓箱。穩(wěn)壓層的凈高應(yīng)不小于 ?？装逡诉x用鍍鋅鋼板、不銹鋼板、鋁板及硬質(zhì)塑料竺材料制作，孔徑一般為 4mm～ 6mm，也間距為 40mm～ 100mm。當(dāng)孔板面積與整個(gè)頂棚面積之比大于 50%時(shí)，稱為全面孔板；否則，不孔板面積與整個(gè)頂棚面積之比小于或等于 50%時(shí)，稱為局部孔板。 對(duì)于全面孔板，當(dāng)孔口的氣流速度大于 3m/s，送風(fēng)溫差不小于 3℃ ，單位面積送風(fēng)量大于 40m3/（ m2*h）并且是均勻送風(fēng)時(shí)，在孔板下面將會(huì)形成下送平等流的氣流流型。這種流型主要用于有高度凈化要求的空調(diào)房間。如果送風(fēng)的速度較小，送風(fēng)溫差也比較小，將會(huì)在孔板下面形成不穩(wěn)定的流型。不由于送風(fēng)氣流與室內(nèi)空氣充分混合，區(qū)域溫差很小，適用于高精度和低流速要求的空調(diào)工程。 局部孔板送風(fēng)一般為不穩(wěn)定流，這種流型僅適用于有局部熱源的空調(diào)房間以及僅在 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 29 頁 共 55 頁 局部地區(qū)要求較高的空調(diào)精度和較小氣流速度的空調(diào)房間。 d) 噴口送風(fēng) 噴口送風(fēng)又稱集中送風(fēng)。一般采用上關(guān)下回式，將送、回風(fēng)口布置在同側(cè)，出風(fēng)速度一般為 4m/s～ 10m/s，具有較大風(fēng)量的調(diào)整射流行到一定路后折回，工作區(qū)一般處于回流區(qū)域。 噴口送風(fēng)速度高，射程長(zhǎng)，沿途卷吸大量的室內(nèi)空氣進(jìn)行強(qiáng)烈的混合，保證了大面積工作區(qū)新新鮮空氣、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的均勻。這種送風(fēng)方式具有送風(fēng)口少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資省、一般能萍蹤工作區(qū)舒適條件要求等特點(diǎn)，適用于空間較大的公共建筑如體育館、禮堂、影劇院及高大廠房等空調(diào)精度大于或等于 1℃ 的一般性空調(diào)。 e) 地板送風(fēng) 地板送風(fēng)是一種下送風(fēng)方式，常將送風(fēng)管道和送風(fēng)口布置在夾層地板內(nèi)，采用下送上回的氣流組織形式。這種送風(fēng)方式使新鮮空氣首先通過 工作區(qū)，有利于改善工作區(qū)的空氣品質(zhì)。為了人體舒適感要求，送風(fēng)溫差不可過大，一般以 2℃～ 3℃ 為宜，送風(fēng)速度也不能過大，一般不超過 ～ ，這就必須增大送風(fēng)口的面積或數(shù)量。但是由于是頂部排風(fēng)，因而房間上部因照明、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱等形成的余熱可以不進(jìn)入工作區(qū)而被直接排走，排風(fēng)溫度與工作區(qū)溫度允許有較大的溫差，故有一定的節(jié)能效果，所以近年來在國(guó)內(nèi)外受到相當(dāng)?shù)闹匾?。地板送風(fēng)常采用旋流式送風(fēng)口，其這種送風(fēng)方式雖然送風(fēng)溫差小，卻能起到溫差較大的效果，這就為提高送風(fēng)溫度，使用天然冷源如深井水、地產(chǎn)風(fēng)等創(chuàng)造了條 件。 送風(fēng)口、回風(fēng)口的選擇 本設(shè)計(jì)中，房間高度均為 ，底層房間長(zhǎng)度 12m，二層以上房間長(zhǎng)度均不超過6m。且房間面積均不大，根據(jù)以上介紹，選擇側(cè)向送風(fēng)方式，它能滿足要求并且費(fèi)用較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?？紤]到底層長(zhǎng)度過長(zhǎng)的問題，采取從中間向兩邊送風(fēng)的“側(cè)向送風(fēng)”方式。 回風(fēng)口的氣流速度衰減很快，對(duì)室內(nèi)氣流的影響比較小?；仫L(fēng)口通常設(shè)置在房間的下部，離地面 以上?；仫L(fēng)口風(fēng)速一般不大于 ，當(dāng)回風(fēng)口靠近操作位置時(shí)，一般不大于 。設(shè)置在房間上部的回風(fēng)口，回風(fēng)速度一般不大于 4m/s。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 30 頁 共 55 頁 風(fēng)管的布置 風(fēng)管是中央空調(diào)系統(tǒng)必不可少的重要組成。空調(diào)送風(fēng)和回風(fēng)、排風(fēng)、新風(fēng)供給，正壓防煙送風(fēng)，機(jī)械排煙系統(tǒng)均要用到風(fēng)管。風(fēng)管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正確與否，關(guān)系到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的造價(jià)、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性以及運(yùn)行效果。風(fēng)管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是：布置合理的管線；經(jīng)濟(jì)合理的確定風(fēng)管的形狀及各段截面的尺寸，以保證實(shí)際風(fēng)量符合設(shè)計(jì)得要求；并計(jì)算系統(tǒng)的總阻力。 風(fēng)管布置的原則如下所述 [13]： a）布置應(yīng)注意整齊、美觀和便于維修、測(cè)試。應(yīng)與其它管道同時(shí)考慮；要考慮冷、熱管間的不利影響。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮各種管道的拆裝 方便。 b）風(fēng)管布置時(shí)要盡量減少局部阻力。彎管的中心曲率半徑不要太小，一般應(yīng)取風(fēng)管當(dāng)量直徑的 1～ 4 倍。支風(fēng)管與主風(fēng)管相連接時(shí)，應(yīng)避免 90176。垂直連接。通常支管應(yīng)在順氣流方向上制作一定的導(dǎo)流曲線或三角形切割角。對(duì)于圓風(fēng)管，三通或四通的夾角不宜大于 450。對(duì)于矩形風(fēng)管，三通或四通的彎管應(yīng)有與彎管相同的曲率半徑。彎管或三通的后面，以有 4～ 5 個(gè)當(dāng)量直徑的直管再接支管為好。風(fēng)管的變徑宜作成擴(kuò)闊管或漸縮管。漸擴(kuò)管每邊擴(kuò)展角不宜大于 15176。，漸縮管每邊收縮角不宜大于 30176。 空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管 (對(duì)于本設(shè)計(jì)主要新風(fēng)管）、水管的布置 見圖，設(shè)計(jì)時(shí)遵循以下要點(diǎn)： 1) 風(fēng)管斷面與建筑結(jié)構(gòu)配合，做到與建筑空間完美統(tǒng)一； 2) 風(fēng)管布置盡量短，避免復(fù)雜的局部構(gòu)件。彎頭，三通等管件安排得當(dāng)，與風(fēng)管的連接合理，以減少阻力噪聲； 3) 新風(fēng)入口應(yīng)選在室外空氣較潔凈的地點(diǎn)，為避免吸入灰塵，盡風(fēng)口底部距室外地面不宜低于 2m； 本設(shè)計(jì)中采用鍍鋅薄鋼板，該種材料做成的風(fēng)管使用壽命長(zhǎng)，摩擦阻力小，風(fēng)道制作快速方便，通?？稍诠S預(yù)制后送至工地，也可在施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)制作。風(fēng)管的形狀一般為圓形和矩形，圓形風(fēng)管強(qiáng)度大，耗材量少，但占有效空間大，其彎頭與三通需較 長(zhǎng)距離，矩形風(fēng)管占由空間較小，易于布置、明裝較美觀的特點(diǎn)。 綜上所述，本設(shè)計(jì)采用矩形風(fēng)管。 風(fēng)管的水力計(jì)算 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 31 頁 共 55 頁 風(fēng)管 的 計(jì)算 原則 風(fēng)道的布置原則 ：風(fēng)道布置直接關(guān)系到空調(diào)系統(tǒng)的總體布置，它與工藝、土建、電氣、給排水等專業(yè)關(guān)系密切，應(yīng)相互配合、協(xié)調(diào)一致。 a） 在布置空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道時(shí)應(yīng)考慮使用的靈活性。當(dāng)系統(tǒng)服務(wù)于多個(gè)房間時(shí)，可根據(jù)房間的用途分組，設(shè)置各個(gè)之風(fēng)到，以便于調(diào)節(jié)。 b）風(fēng)道的布置應(yīng)根據(jù)工藝和氣流組織的要求，可以采用架空明敷設(shè)，也可以暗敷于地板下、內(nèi)墻或頂棚中。 c） 風(fēng)道的布置應(yīng)力求 順直，避免復(fù)雜的局部管件。彎頭、三通等管件應(yīng)安排得當(dāng)。管件與風(fēng)道的連接、支管與干管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。 d）風(fēng)道上應(yīng)設(shè)置必要的調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置（如閥門、壓力表、溫度計(jì)、風(fēng)量測(cè)定孔、采樣孔等）或預(yù)留安裝測(cè)量裝置的接口。調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置應(yīng)設(shè)在便于操作和觀察的地方。 e） 風(fēng)道布置最大限度的滿足工藝要求，并且不妨礙生產(chǎn)操作。 f）風(fēng)道布置應(yīng)在滿組氣流組織要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到美觀、實(shí)用的原則。 系統(tǒng)的管內(nèi)流速 若通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的管內(nèi)流速取得低，那么： a）總阻力小，風(fēng)機(jī)壓頭低，經(jīng)濟(jì)電耗低。 b）風(fēng)機(jī) 轉(zhuǎn)速低，產(chǎn)生的空氣動(dòng)力噪聲小，空氣在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)不會(huì)有噪聲再生。 c）管道斷面大 ， 布置困難，占用建筑空間多，與建筑結(jié)構(gòu)及其他工種容易發(fā)生矛盾。 d）管道材料消耗大，投資大。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，風(fēng)道內(nèi)的空氣流速可按表 確定。 表 風(fēng) 道 內(nèi)的 空氣流速 部位 流速 m/s 新風(fēng)入口 總管和總風(fēng)管 有送 ,回風(fēng)口的支管 無送 ,回風(fēng)口的支管 當(dāng)風(fēng)速較高時(shí)情況與上述相反。在工程設(shè)計(jì)中，初投資和運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)常是一對(duì)矛盾， 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 32 頁 共 55 頁 需要處理好?？照{(diào)送風(fēng)管可分低速和高速兩種，一般的空調(diào)系統(tǒng)采用低速，對(duì)高層建筑空調(diào)系統(tǒng)，為了減少矛盾，節(jié)省建筑投資可采用較高風(fēng)速。 室內(nèi)送、回風(fēng)口的風(fēng)速應(yīng)由氣流組織的要求并結(jié)合聲學(xué)要求來確定。對(duì)于地下建筑、艦船等建筑空間比地面建筑寶貴的多，盡量提高管內(nèi)風(fēng)速是努力的方向，實(shí)踐證明，在噪聲問題能基本解決的前提下，高速風(fēng) 管系統(tǒng)的風(fēng)速可提高到 20%～ 35%。 風(fēng)管的計(jì)算 二樓采用兩套新風(fēng)機(jī)組來提供新風(fēng)， 以辦公樓 二層北 的管道為例 進(jìn)行 計(jì)算 舉例（計(jì)算公式出自文獻(xiàn) 1）。 管道全部用鍍鋅鋼板制作，風(fēng)機(jī)出口裝有中效過濾器兼起消聲作用。室內(nèi)用開孔率為 的 120mm120mm的孔板送風(fēng)口送風(fēng)，每個(gè)風(fēng)口的送風(fēng)量為 150m3/h，系統(tǒng)總風(fēng)量為 1350m3/h。系統(tǒng)采用分散回風(fēng)，空氣處理機(jī)箱總阻力已知為 290Pa（包括出口漸縮接頭）。中效過濾器的終阻力按 50Pa 計(jì)算。 a) 繪制系統(tǒng)布置圖： 并對(duì)各段風(fēng)管進(jìn)行編號(hào)。管段長(zhǎng)度一般按 兩個(gè)構(gòu)件的中心線長(zhǎng)度計(jì)算。 布置 圖如 所示 ： b）選定最不利環(huán)路，逐段計(jì)算沿程壓力損失和局部壓力損失。本系統(tǒng)選定管段123456 為最不利環(huán)路。 c）列出管道水力計(jì)算表 ，